CHƯƠNG 5: CÁC CHUYỂN BIẾN PHA KHI NHIỆT LUYỆN

Chia sẻ: Tran Van Phu Phu | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:33

0
450
lượt xem
277
download

CHƯƠNG 5: CÁC CHUYỂN BIẾN PHA KHI NHIỆT LUYỆN

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhiệt luyện là phương pháp công nghệ nung nóng kim loại và hợp kim đến nhiệt độ xác định, giữ nhiệt một thời gian cần thiết rồi làm nguội với tốc độ thích hợp để làm thay đổi các tổ chức bên trong và làm thay đổi tính chất của chúng theo ý muốn.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: CHƯƠNG 5: CÁC CHUYỂN BIẾN PHA KHI NHIỆT LUYỆN

  1. CHƯƠNG 5: CÁC CHUYỂN BIẾN PHA KHI NHIỆT LUYỆN 5.1. KHÁI NIỆM VỀ NHIỆT LUYỆN 5.1.1. Định nghĩa a, Định nghĩa - Nhiệt luyện là phương pháp công nghệ nung nóng kim loại và hợp kim đến nhiệt độ xác định, giữ nhiệt một thời gian cần thiết rồi làm nguội với tốc độ thích hợp để làm thay đổi các tổ chức bên trong và làm thay đổi tính chất của chúng theo ý muốn. b, Đặc điểm + Kim loại và hợp kim luôn luôn ở trạng thái rắn, hình dạng và kích thước của chi tiết không thay đổi; + Nhiệt luyện chỉ làm thay đổi tổ chức bên trong của kim loại và hợp kim. BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 1
  2. 5.1.1. Định nghĩa c, Phân loại các phương pháp nhiệt luyện * Nhiệt luyện - Ủ: là phương pháp nung nóng chi tiết đến nhiệt độ xác định, giữ nhiệt rồi làm nguội chậm để đạt được tổ chức cân bằng với độ cứng, độ bền thấp nhất. - Thường hoá: là phương pháp nung nóng chi tiết dến trạng thái hoàn toàn là Austenit giữ nhiệt và làm nguội trong không khí tĩnh để đạt tổ chức gần cân bằng. ⇒ Mục đích của ủ và thường hoá là làm mềm thép để dễ gia công cắt gọt và dập nguội. BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 2
  3. 5.1.1. Định nghĩa - Tôi: là phương pháp nung nóng chi tiết đến tổ chức Austenit, giữ nhiệt rồi làm nguội nhanh để đạt được tổ chức không cân bằng có độ cứng cao. - Ram: là phương pháp nung nóng chi tiết sau khi tôi đến nhiệt độ thích hợp, nhỏ hơn nhiệt độ chuyển biến pha, để điều chỉnh độ cứng, độ bền theo yêu cầu và khử bỏ ứng suất dư bên trong chi tiết. Ram là nguyên công bắt buộc sau khi tôi, để đảm bảo chi tiết có cơ tính thích hợp theo yêu cầu làm việc BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 3
  4. 5.1.1. Định nghĩa * Hoá - nhiệt luyện - Là phương pháp thay đổi nhiệt độ và thành phần hoá học của lớp bề mặt chi tiết để thay đổi tổ chức và tính chất lớp bề mặt theo yêu cầu làm việc Thông thường người ta thường dùng phương pháp khuếch tán nguyên tố vào lớp bề mặt: cacbon, nitơ hoặc cả cacbon và nitơ, các nguyên tố khác như: Si, B, Cr, Al... * Cơ nhiệt luyện - Là phương pháp làm thay đổi nhiệt độ và biến dạng dẻo để thay đổi tổ chức và tính chất của kim loại và hợp kim. BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 4
  5. 5.1. KHÁI NIỆM VỀ NHIỆT LUYỆN 5.1.2. Các thông số đặc trưng cho quá trình nhiệt luyện - Nhiệt độ nung nóng T0n: là nhiệt độ cao nhất mà quá trình nhiệt luyện cần phải đạt tới; - Thời gian giữ nhiệt tgn: thời gian duy trì ở nhiệt độ nung nóng; - Tốc độ nguội Vnguội: là độ giảm của nhiệt độ theo thời gian, thường tính ụng cC/h,nhiệt luyệC/s.ối với chế tạo cơ khí 5.1.3. Tác d theo 0 ủa 0C /phút, 0 n đ a, Tăng độ cứng, độ bền và tính trống mài mòn - Tăng độ bền, độ cứng của kim loại và hợp kim mà vẫn đảm bảo độ dẻo, độ dài nhất định cho chi tiết b, Cải thiện tính công nghệ - Giảm độ cứng làm cho chúng dễ gia công hơn BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 5
  6. 5.1. KHÁI NIỆM VỀ NHIỆT LUYỆN 5.1.3. Sơ lược về bốn chuyển biếncơ bản khi nhiệt luyện thép + Chuyển biến Peclit thành Austenit khi nung nóng thép quá Ac1. lúc đó Austenit có năng lượng tự do F thấp nhất. F + Xe  Feγ (C) γ P γ + Chuyển biến Austenit thành Peclit khi làm nguội chậm thép dưới Ar1 Feγ (C)  F + Xe γ P 0,8 BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 6
  7. 5.1.3. Sơ lược về bốn chuyển biếncơ bản khi nhiệt luyện thép + Chuyển biến Austenit thành Mactenxit khi làm nguội nhanh thép xuống thấp hơn nhiệt độ To: Feγ (C)  Feα (C) γ M + Chuyển biến Mactenxit thành Peclit khi làm nguội chậm thép dưới Ar1 Feα(c)  F + Xe M P BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 7
  8. CHƯƠNG 5: CÁC CHUYỂN BIẾN PHA KHI NHIỆT LUYỆN 5.2. CÁC CHUYỂN BIẾN KHI NUNG NÓNG THÉP 5.2.1. Cơ sở xác định chuyển biến khi nung nóngCơ sở xác định chuyển biến khi nung nóng thép là giảng đồ - trạng thái Fe-C - Trong mỗi loại thép ở nhiệt độ thường có tổ chức Fe + Xe (Peclit) - Các thép trước và sau cùng tích có tổ chức phức tạp hơn, có thêm Fe và XeII 0,8 BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 8
  9. 5.2.1. Cơ sở xác định chuyển biến khi nung nóng + Khi nung nóng đến Ac1, sẽ có quá trình chuyển biến: [Feα + Fe3C]0,8  Feγ (C)0,8 ⇒ Vậy khi nung nóng quá Ac1 thì sự chuyển biến: - Đối với thép cùng tinh? - Đối với thép trước cùng tinh? - Đối với thép sau cùng tinh? 0,8 BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 9
  10. 5.2.1. Cơ sở xác định chuyển biến khi nung nóng + Từ Ac1 → Ac3, có quá trình hoà tan của F vào γ . Khi nhiệt độ lớn hơn Ac3, tổ chức nhận được hoàn toàn là γ . Từ Ac1 → Accm, có quá trình hoà tan + của XeII vào γ . Khi nhiệt độ lớn hơn Accm, tổ chức nhận được hoàn toàn là γ . Như vậy theo giảng đồ trạng thái Fe–C ta hoàn toàn xác định được các tổ chức tạo thành khi nung nóng; Trong các chuyển biến đó, chuyển biến cơ bản là tạo thành Austenit từ 0,8 Peclit; BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 10
  11. 5.2. CÁC CHUYỂN BIẾN KHI NUNG NÓNG THÉP 5.2.2. Các đặc điểm của chuyển biến Peclit thành Austenit độ chuyển biến a, Nhiệt - Chuyển biến Peclit thành Austenit xảy ra ở 7270C với điều kiện là nung nóng vô cùng chậm - Với tốc độ nung thực tế, chuyển biến luôn luôn xảy ra ở nhiệt độ lớn hơn7270C; 0,8 BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 11
  12. 5.2.2. Các đặc điểm của chuyển biến Peclit thành Austenit - Như vậy ta thấy rằng: tốc độ nung càng lớn (càng nhanh), chuyển biến P  γ xảy ra ở nhiệt độ càng cao và thời gian càng ngắn. BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 12
  13. 5.2.2. Các đặc điểm của chuyển biến Peclit thành Austenit b, Kích thước hạt - Độ hạt Austenit ảnh hưởng rất lớn đến độ hạt của thép ở nhiệt độ thường do đó ảnh hưởng đến cơ tính của nó; - Chuyển biến Peclit thành Austenit có cơ chế như quá trình kết tinh tạo mầm và phát triển mầm; BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 13
  14. 5.2.2. Các đặc điểm của chuyển biến Peclit thành Austenit - Các tâm mầm Austenit sinh ra ở biên giới hạt giữa Xe và F lúc mới tạo thành γ có kích thước rất nhỏ, nếu tiếp tục nung nóng thì hạt γ sẽ lớn lên; ⇒ Kích thước hạt γ phụ thuộc vào nhiệt độ nung và thời gian giữ nhiệt. Nhiệt độ nung càng cao, thời gian giữ nhiệt càng dài, hạt γ càng lớn BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 14
  15. 5.2.2. Các đặc điểm của chuyển biến Peclit thành Austenit - Những quy luật lớn lên của hạt γ khi nung nóng ở các loại thép khác nhau cũng khác nhau: + Thép có bản chất hạt lớn; + Thép có bản chất hạt nhỏ. BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 15
  16. 5.2. CÁC CHUYỂN BIẾN KHI NUNG NÓNG THÉP 5.2.3. Các quá trình xảy ra khi giữ nhiệt - Giai đoạn giữ nhiệt là rất cần thiết để: + Làm đồng đều nhiệt độ giữa bề mặt và lõi, để lõi cũng có chuyển biến như bề mặt; + Đủ thời gian cần thiết sẽ tạo điều kiện để các chuyển biến xảy ra hoàn toàn; + Làm đồng đều thành phần hoá học của Austenit. Do γ được tạo ra từ F và Xe có thành phần Cacbon rất khác nhau. ⇒ Thời gian giữ nhiệt chỉ nên lấy vừa đủ, không nên quá dài vì làm cho hạt γ quá lớn, thép bị giòn. BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 16
  17. CHƯƠNG 5: CÁC CHUYỂN BIẾN PHA KHI NHIỆT LUYỆN 5.3. CHUYỂN BIẾN XẢY RA KHI LÀM NGUỘI CHẬM AUSTENIT 5.3.1. Chuyển biến của Austenit khi làm nguội đẳng nhiệt - Là phương pháp làm nguội nhanh Austenit xuống dưới Ar1 giữ nhiệt ở nhiệt độ này rồi xác định thời gian bắt đầu và kết thúc sự chuyển biến từ γ → P. BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 17
  18. 5.3.1. Chuyển biến của Austenit khi làm nguội đẳng nhiệt * Gian đồ T-T-T + Ở nhiệt độ cao hơn 7270C: – γ hoàn toàn ổn định; + Bên trái chữ “C” thứ nhất: – γ quá nguội; + Giữa hai chữ “C”: – γ chuyển biến (γ , P, Xe); + Bên phải chữ “C”: – các sản phẩm phân hoá đẳng nhiệt của γ ; + Dưới đường MS: – Mactenxit + γ dư. BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 18
  19. 5.3.1. Chuyển biến của Austenit khi làm nguội đẳng nhiệt Các sản phẩm phân hoá đẳng nhiệt của Austenit quá nguội - Khi γ phân hoá ở 7000C → Peclit [F + Xe] (Xe có dạng tấm với kích thước thô to), có độ cứng 10 ÷ 15 HRC; - Khi γ phân hoá ở 600 ÷ 7000C → Xoocbit [F + Xe] (Xe có dạng tấm với kích thước 10-1 ÷ 10-4 mm), có độ cứng khoảng 20 ÷ 35 HRC, ký hiệu là X; - Khi γ phân hoá ở 500 ÷ 6000C → Trustit [F + Xe] (Xe dạng tấm rất nhỏ mịn với kích thước,10-5mm), ký hiệu T. Độ cứng của nó khoảng 40 HRC; ⇒ P, X, T đều là hỗn hợp cơ học của F và Xe trong đó Xe ở dạng tấm nhưng với mức độ nhỏ mịn khác nhau. BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 19
  20. 5.3.1. Chuyển biến của Austenit khi làm nguội đẳng nhiệt - Khi γ phân hoá ở < 5000C → Bainit [F + Xe] (Xe có dạng tấm với kích thước nhỏ mịm, 10-6mm ), có độ cứng 50 ÷ 55 HRC, bao gồm: + Bainit trên khi γ phân hoá ở 350 ÷ 5000C; + Bainit dưới khi γ phân hoá ở 250 ÷ 3500C. - Bainit có đặc điểm: + %C trong F lớn hơn giới hạn hoà tan một chút (0,1%); + Có một ít γ dư. ⇒ Là chuyển biến trung gian, giữa chuyển biến Peclit và chuyển biến Mactenxit BỘ MÔN VẬT LIỆU KỸ THUẬT 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản